電力拖動(dòng)與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)</b></p><p>　　專 業(yè)： 電子科學(xué)與技術(shù) 　 　 </p><p>　　題 目： 多功能 數(shù)字鐘 </p><p>　　專 題： 電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)

2、 </p><p>　　設(shè)計(jì)地點(diǎn)： 電工電子實(shí)驗(yàn)室 </p><p>　　設(shè)計(jì)日期： 2009.12.2～2009.12.12 </p><p>　　成 績(jī)： 指導(dǎo)教師： </p><p><b>　　年 月 </b&

3、gt;</p><p>　　電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p>　　設(shè)計(jì)專題： 電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)計(jì)題目：多功能數(shù)字鐘</p><p><b>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求：</b></p><p><b>　　1. 主要內(nèi)容：</b></p>

4、<p>　?、?用 CC4518雙四位BCD同步加計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)60秒、60分、24小時(shí)歸0</p><p><b>　　的計(jì)數(shù)電路</b></p><p>　?、?用CC4511 七段譯碼驅(qū)動(dòng)/鎖存器及LG5011AH共陰數(shù)碼管設(shè)計(jì)譯碼及顯示電路（數(shù)碼管需加限流電阻）</p><p>　?、?用555設(shè)計(jì)CP脈沖源 (f=1KH)<

5、;/p><p>　　④ 具有系統(tǒng)校準(zhǔn)功能</p><p>　　2. 整體電路原理圖</p><p>　　60秒、60分、24小時(shí)---- 計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路（用8K復(fù)印紙手工畫圖）</p><p><b>　　3. EWB仿真圖</b></p><p>　　60秒、60分、24小時(shí)---- 計(jì)數(shù)、譯

6、碼、顯示電路（計(jì)算機(jī)打?。?lt;/p><p><b>　　4. 設(shè)計(jì)原理圖</b></p><p>　　用PROTEL99設(shè)計(jì)原理圖（計(jì)算機(jī)打印）</p><p>　　5. 設(shè)計(jì)PCB版圖</p><p>　　用PROTEL99設(shè)計(jì)PCB板圖（計(jì)算機(jī)打?。?lt;/p><p><b>　　6.

7、 功能擴(kuò)展要求</b></p><p>　　設(shè)計(jì)：①定點(diǎn)報(bào)時(shí)功能 ②12小時(shí)歸1計(jì)數(shù)電路</p><p><b>　　指導(dǎo)教師</b></p><p>　　年 月 日</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本次實(shí)驗(yàn)是設(shè)計(jì)

8、一個(gè)多功能數(shù)字鐘，用來實(shí)現(xiàn)24時(shí)、60分、60秒的計(jì)數(shù)功能。實(shí)驗(yàn)首先用秒脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生信號(hào)，經(jīng)分頻電路進(jìn)行分頻給秒計(jì)數(shù)電路，然后通過秒計(jì)數(shù)電路的進(jìn)位脈沖給下一級(jí)分計(jì)時(shí)電路，再把分計(jì)數(shù)電路的進(jìn)位脈沖給下一級(jí)時(shí)計(jì)時(shí)電路。各級(jí)的輸出信號(hào)經(jīng)各自的譯碼電路進(jìn)行譯碼，最后通過數(shù)碼管顯示時(shí)、分、秒。</p><p>　　關(guān)鍵字 秒脈沖信號(hào)發(fā)生器，秒/分/時(shí)計(jì)數(shù)電路，譯碼電路數(shù)碼管</p><p>

9、　　目 錄 </p><p>　　緒論 ……………………………………………………………</p><p>　　1.1電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)性質(zhì)…………………………………… </p><p>　　1.2綜合設(shè)計(jì)主要特點(diǎn) ……………………………………… </p><p>　　1.3綜合設(shè)計(jì)目的……………………………………………… &l

10、t;/p><p>　　2、數(shù)字鐘總體方案………………………………………………</p><p>　　2.1方案圖 ……………………………………………………</p><p>　　2.2器件選擇 …………………………………………………</p><p>　　2.3技術(shù)指標(biāo) …………………………………………………</p><p>　

11、　3、數(shù)字鐘電路原理設(shè)計(jì)…………………………………………</p><p>　　3.1秒脈沖發(fā)生器………………………………………………</p><p>　　3.1.1 555芯片介紹 …………………………………………</p><p>　　3.1.2多諧振蕩器電路…………………………………………</p><p>　　3.1.3秒脈沖發(fā)生器工作原理

12、 …………………………………</p><p>　　3.2秒、分、小時(shí)計(jì)數(shù)電路 ……………………………………</p><p>　　3.2.1 CC4518芯片介紹…………………………………………</p><p>　　3.2.2CC4518雙BCD同步加法計(jì)數(shù)器……………………………</p><p>　　3.2.3 CC4518 工作原理 ………

13、………………………………</p><p>　　3.3 CC4511 7段鎖存/譯碼/驅(qū)動(dòng)器…………………………… </p><p>　　3.3.1 CC4511芯片介紹…………………………………………</p><p>　　3.3.2 CC4511譯碼電路…………………………………………</p><p>　　3.3.3 CC4511 工作原理

14、………………………………………</p><p>　　3.4 LC5011-11 LED/7段（共陰極）數(shù)碼管…………………</p><p>　　3.4.1 LG5011AH管腳圖…………………………………………</p><p>　　3.4.2譯碼/顯示電路及原理說明………………………………</p><p>　　3.5 其它芯片 ………………

15、……………………………………</p><p>　　3.5.1 CD4060 分頻器…………………………………………</p><p>　　3.6 校時(shí)電路 ……………………………………………………</p><p>　　4、系統(tǒng)電路圖 ……………………………………………………</p><p>　　4.1數(shù)字鐘電路原理圖 …………………………………

16、………</p><p>　　4.2系統(tǒng)整體仿真圖 ……………………………………………</p><p>　　4.3數(shù)字鐘電路Protel設(shè)計(jì)圖…………………………………</p><p>　　4.4印刷電路板的元件分布圖 …………………………………</p><p>　　5、焊接板電路分析 ………………………………………………</p>

17、<p>　　5.1石英晶體振蕩器 ……………………………………………</p><p>　　5.2晶振構(gòu)成秒信號(hào)發(fā)生器 ……………………………………</p><p>　　5.3 二極管與門工作原理 ……………………………………</p><p>　　5.4 校準(zhǔn)開關(guān)工作原理…………………………………………</p><p>　　5.5

18、 發(fā)光二極管工作原理………………………………………</p><p>　　5.6整流橋部分的工作原理……………………………………</p><p>　　6、擴(kuò)展功能………………………………………………………</p><p>　　6.1定點(diǎn)報(bào)時(shí)電路所用芯片……………………………………</p><p>　　6.2定點(diǎn)報(bào)時(shí)電路工作原理………………………

19、……………</p><p>　　7、總結(jié)……………………………………………………………</p><p>　　8、致謝……………………………………………………………</p><p>　　9、參考文獻(xiàn)………………………………………………………</p><p>　　10、附錄 …………………………………………………………1 緒論</p>

20、<p>　　1.1電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)性質(zhì) </p><p>　　電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)是在學(xué)完《模擬電子術(shù)》、《數(shù)字電子技術(shù)》課程之后，安排的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。使學(xué)生能綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，進(jìn)行實(shí)際電子線路的設(shè)計(jì)、裝接、調(diào)試等。</p><p>　　通過完成一個(gè)課題的電路設(shè)計(jì)、理論計(jì)算及實(shí)驗(yàn)調(diào)試任務(wù)，鞏固和加深電子技術(shù)課程中所學(xué)理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能。 </p><p>

21、　　在實(shí)踐中提高分析問題、解決實(shí)際問題的能力，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)、工程實(shí)踐打下一定基礎(chǔ)。</p><p>　　1.2綜合設(shè)計(jì)主要特點(diǎn)</p><p>　　(1) 不同于平時(shí)的習(xí)題</p><p>　　作習(xí)題主要是為了加深對(duì)課堂上講解知識(shí)的理解，題目?jī)?nèi)容涉及面較單一，在給定的理想化的條件下，經(jīng)過抽象加工后，不難得出標(biāo)準(zhǔn)答案。</p><p>　　

22、電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)任務(wù)，多是實(shí)際的“模擬”或“數(shù)字”電路裝置，它涉及的知識(shí)多而廣，沒有固定的答案，只能從實(shí)際出發(fā)，通過調(diào)查研究，查詢資料，方案比較，設(shè)計(jì)計(jì)算得到比較好的設(shè)計(jì)方案后，再通過實(shí)驗(yàn)調(diào)試，使理論設(shè)計(jì)逐步完善，最后達(dá)到實(shí)際要求。</p><p>　　(2) 不同于一般的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)</p><p>　　基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)著重點(diǎn)是放在驗(yàn)證基本理論和電路性能上，通過實(shí)驗(yàn)只能初步了解電路實(shí)驗(yàn)的步驟和基本方

23、法，熟悉常用電子儀器設(shè)備的使用方法。</p><p>　　電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)，正是為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)動(dòng)腦又動(dòng)手，獨(dú)立開展電路設(shè)計(jì)、調(diào)試的機(jī)會(huì)?？梢赃\(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段檢驗(yàn)理論設(shè)計(jì)中的問題所在，又可運(yùn)用學(xué)過的知識(shí)，指導(dǎo)電路調(diào)試工作，使電路更加完善。</p><p><b>　　不同于畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)工科學(xué)生的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)

24、，它要求學(xué)生綜合運(yùn)用公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的知識(shí)，去解決工程實(shí)際問題；完成工程技術(shù)人員必須具有的基本能力的訓(xùn)練；從題目的廣泛和深度上，畢業(yè)設(shè)計(jì)比電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)要難。 </p><p>　　(4) 電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)特點(diǎn)</p><p>　　它圍繞一門課程內(nèi)容做綜合性的訓(xùn)練，題目雖出自實(shí)際電路，但比較簡(jiǎn)單，比較定型，一般不是真實(shí)的生產(chǎn)、科研任務(wù)，基本上是有章可循。</p>

25、<p>　　著眼點(diǎn)是讓學(xué)生開始從理論學(xué)習(xí)軌道→引向?qū)嶋H方面。把過去熟悉的定性分析，定量計(jì)算方法與工程估算，實(shí)驗(yàn)調(diào)整等手段結(jié)合起來。</p><p>　　逐步掌握工程設(shè)計(jì)的步驟和方法，了解科學(xué)實(shí)驗(yàn)的程序和實(shí)施辦法。使理論和實(shí)際有機(jī)結(jié)合，真正實(shí)現(xiàn)由知識(shí)向智能的轉(zhuǎn)化。 </p><p>　　鍛煉分析問題、解決電路實(shí)際問題的本領(lǐng)。</p><p>　　1.3

26、綜合設(shè)計(jì)目的 </p><p>　　(1)、鞏固和加深對(duì)電子線路基本知識(shí)的理解，提高學(xué)生綜合運(yùn)用電子技術(shù)課程所學(xué)知識(shí)的能力，使理論和實(shí)際有機(jī)結(jié)合，真正實(shí)現(xiàn)由知識(shí)向智能的轉(zhuǎn)化。</p><p>　　(2)、培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)課題需要選學(xué)參考書，查閱手冊(cè)和文獻(xiàn)資料的自學(xué)能力。通過獨(dú)立思考，深入鉆研有關(guān)問題，學(xué)會(huì)自己分析問題、解決問題的能力。</p><p>　　(3)、通過實(shí)

27、際電路的設(shè)計(jì)方案的分析比較、參數(shù)計(jì)算、元件選取，安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，初步掌握簡(jiǎn)單實(shí)用電路的分析方法和工程設(shè)計(jì)方法。 </p><p>　　(4)、掌握常用儀器設(shè)備的正確使用方法，學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單電路的實(shí)驗(yàn)調(diào)試和整機(jī)指標(biāo)測(cè)試方法，提高動(dòng)手能力。 </p><p>　　(5)、能按設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，編寫設(shè)計(jì)說明書，能正確反映設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)成果，能正確繪制電路圖。 </p><p>　　

28、(6)、培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和科學(xué)態(tài)度，發(fā)揚(yáng)團(tuán)隊(duì)精神。 </p><p><b>　　2 總體方案</b></p><p><b>　　2.1方案圖</b></p><p><b>　　2.2 器件選擇</b></p><p>　　計(jì)數(shù)電路：用CC4518計(jì)數(shù)器</p&

29、gt;<p>　　譯碼電路：用CC4511譯碼</p><p>　　顯示電路：用LG5011AH共陰數(shù)碼管</p><p>　　秒脈沖信號(hào)發(fā)生器：(1)用555構(gòu)成多諧振蕩器</p><p>　　(2)選用32768Hz的晶振構(gòu)成振蕩電路，然后經(jīng)過CD4060的14級(jí)分頻分出2Hz，再經(jīng)過CD4040的2分頻分出秒脈沖。</p><

30、p><b>　　2.3 技術(shù)指標(biāo)</b></p><p>　　2.3.1 基本功能</p><p>　　(1)實(shí)現(xiàn)60秒、60分、24小時(shí)的計(jì)數(shù)、譯碼、顯示；</p><p>　　(2)具有校準(zhǔn)功能；</p><p>　　(3)自帶秒脈沖信號(hào)發(fā)生器</p><p><b>　　2.

31、3.2擴(kuò)展功能</b></p><p>　　定點(diǎn)報(bào)時(shí)電路：用集成芯片74LS21,74LS266和74LS273</p><p>　　3 數(shù)字鐘電路原理設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3 秒脈沖發(fā)生器</b></p><p>　　3.1.1 555芯片介紹</p><p>　　(a)

32、、555管腳圖</p><p>　　3.1.2 555構(gòu)成多諧振蕩器（f=1HZ）</p><p>　　555電路圖 555工作波形 </p><p><b>　　（1）、參數(shù)計(jì)算</b></p><p>　　R1=6.8kohm R2=3.

33、3kohm VC=0.1mf C2=0.01uf</p><p>　　（2）、多諧振蕩器的特點(diǎn)：</p><p>　?、?不需外觸發(fā)的自激振蕩器；</p><p>　　② 無穩(wěn)定狀態(tài)，均為暫穩(wěn)態(tài)；</p><p>　?、?矩形波中含有豐富的高次諧波，習(xí)慣稱多諧振蕩器。</p><p>　　3.1.3 工作

34、原理</p><p>　?。?） Vcc通過R1、R2向C充電,在VC 沒有充電到 2/3VCC 之前,Vo 保持 1 不變。</p><p>　?。?） 當(dāng)VC＝2 /3VCC時(shí)→Vo由1翻轉(zhuǎn)為 0 。 →T 導(dǎo)通，→電容C 經(jīng)R2、T放電。</p><p>　　（3）當(dāng)Vc降至VCC /3時(shí)，使得→Vo回到 1 ，→T截止，→電容C 再充電，進(jìn)入循環(huán)。 <

35、/p><p>　　3.2秒、分、小時(shí)計(jì)數(shù)電路 </p><p>　　3.2.1 CC4518芯片功能介紹

36、 </p><p>　　（a）CC451管腳圖 </p><p>　　(b) CC4518功能表 </p><p>　　3.2.2 CC4518雙BCD同步加法計(jì)

37、數(shù)器</p><p>　　(a) CC4518構(gòu)成60進(jìn)制計(jì)數(shù)單元電路</p><p>　　1、60進(jìn)制計(jì)數(shù)電路工作原理</p><p>　　如圖所示左邊為十位計(jì)數(shù)，右邊為個(gè)位計(jì)數(shù)，當(dāng)個(gè)位計(jì)數(shù)器計(jì)到9時(shí)，即Q4=1，給十位一個(gè)進(jìn)位脈沖，此時(shí)Q4的下降沿,接EN端，使得十位進(jìn)一。當(dāng)Q3Q2=11這個(gè)脈沖來時(shí)，向個(gè)位，十位同時(shí)清零。Q3Q2為11，使清零端工作十位個(gè)位同

38、時(shí)清零，循環(huán)計(jì)數(shù)。</p><p>　　(b) CC4518構(gòu)成24進(jìn)制計(jì)數(shù)單元電路</p><p>　　2、24進(jìn)制計(jì)數(shù)電路工作原理</p><p>　　如圖所示左邊為十位計(jì)數(shù)，右邊為個(gè)位計(jì)數(shù)，當(dāng)個(gè)位計(jì)數(shù)器計(jì)到9時(shí)，即Q4=1，給十位一個(gè)進(jìn)位脈沖，此時(shí)Q4的下降沿,接EN端，使得十位進(jìn)一。當(dāng)十位Q2=1,各位Q3=1時(shí)這個(gè)脈沖來時(shí)，二者相與后，把脈沖給向個(gè)位，十位

39、，使得它們清零，循環(huán)計(jì)數(shù)。</p><p>　　3.2.3工作原理 </p><p>　　CC4518技術(shù)狀態(tài)表如右圖，由上圖得，左邊為十位計(jì)數(shù)，右邊為個(gè)位計(jì)數(shù)，當(dāng)個(gè)位計(jì)數(shù)器計(jì)到9下個(gè)脈沖來時(shí)，Q4的下降沿,接EN端，個(gè)位清零并向十位進(jìn)1，當(dāng)十位Q3Q2為11，這個(gè)脈沖給十位個(gè)位，十位的清零端，使之清零。此后一直循環(huán)計(jì)數(shù)。 </p><p>　　3.3 CC4511

40、 7段鎖存/譯碼/驅(qū)動(dòng)器</p><p>　　3.3.1 CC4511 芯片功能介紹</p><p>　　(a)、CC4511管腳圖</p><p><b>　?。╞）、功能說明：</b></p><p>　?。?）燈測(cè)試功能：LT可檢查七段顯示器各字段是否能正常發(fā)光。當(dāng)LT = 0時(shí)，不論Q0－Q3狀態(tài)如何，七段全

41、部顯示，以檢查各字段的好壞。</p><p>　?。?）消隱功能： 當(dāng)BI=0時(shí)，輸出a－b都為低電平，各字段熄滅。 </p><p>　?。?）數(shù)碼顯示： 當(dāng)BI=1 LT=1 LE=0，譯碼器工作，當(dāng)Ｑ3Ｑ2Ｑ1Ｑ0端輸入8421BCD碼時(shí)，譯碼器對(duì)應(yīng)的輸出端輸出高電平1，數(shù)碼顯示相應(yīng)的數(shù)字。<

42、;/p><p>　　（4）鎖存：在LE從“0”轉(zhuǎn)換到“1”時(shí)，輸出顯示由輸入的BCD碼決定。</p><p>　　3.3.2 譯碼、顯示單元電路</p><p>　　電路 電路</p><p><b>　　單元電路工作原理：</b></p><p>　　信號(hào)經(jīng)CC

43、4518雙BCD同步加法計(jì)數(shù)器處理后，再經(jīng)CC4511進(jìn)行譯碼，當(dāng)BI=1 LT=1 LE=0，譯碼器工作，當(dāng)Ｑ3Ｑ2Ｑ1Ｑ0端輸入8421BCD碼時(shí)，譯碼器對(duì)應(yīng)的輸出端輸出高電平1，把信號(hào)最后送到數(shù)碼管顯示數(shù)字。</p><p>　　3.4 LC5011-11 LED/7段（共陰極）數(shù)碼管</p><p>　　3.4.1 LC5011-11 LED/7段（共陰極）數(shù)碼管管腳圖及內(nèi)部結(jié)

44、構(gòu)原理圖</p><p>　　(a) LC5011-11管腳圖 (b)LC5011-11內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　3.4.2譯碼/顯示電路</p><p>　　1. 數(shù)碼管內(nèi)部已將3端、8端連接在一起，所以使用時(shí)，3端接地，8端懸空。</p><p>　　2.限流電阻計(jì)算：數(shù)碼管的工作電壓為UＤ（手冊(cè)數(shù)據(jù)）

45、，工作電流為I（手冊(cè)數(shù)據(jù)），譯碼器輸出的高電平Ua~g，則限流電阻上的電壓應(yīng)該為U－UＤ，限流電阻阻值： R?。剑║a~g－UＤ）／I</p><p>　　3.高電平點(diǎn)亮數(shù)碼管，顯示數(shù)字0~9。</p><p><b>　　輸出與顯示數(shù)</b></p><p><b>　　3.5 其它芯片</b></p>

46、<p>　　3.5.1 CD4060 分頻器</p><p>　　（a）管腳圖： （b）分頻原理： </p><p>　　Q4： 24 = 16</p><p><b>　　↓ </b></p><p>　　Q14： 214 = 32768

47、/2</p><p>　　CC4060的振蕩電路</p><p>　　通過外接石英晶體可構(gòu)成高精度的晶體振蕩器。由CC4060內(nèi)部門電路構(gòu)成的晶體振蕩器也與用普通門電路構(gòu)成的晶體振蕩器的電路一樣，圖中的電阻R是反饋電阻，用來使非門工作在傳輸特性曲線的線性區(qū)，其值可在幾兆歐到幾十兆歐間選取，晶體工作在并聯(lián)諧振狀態(tài)，呈感性。調(diào)節(jié)CT，可對(duì)振蕩頻率進(jìn)行微調(diào)到精確值。</p><

48、;p>　　CC4060分頻器部分是由D觸發(fā)器組成的14位二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)器，其分頻系數(shù)為16～16384（分別由Q4 - Q14輸出）。R為復(fù)零端，R=1時(shí)計(jì)數(shù)器全部清零，同時(shí)使時(shí)鐘禁止輸入或者使內(nèi)振蕩器停振；R為低電平時(shí)，進(jìn)入計(jì)數(shù)狀態(tài)。</p><p>　　CC4060分頻器構(gòu)成的秒信號(hào)發(fā)生器電路，它可以為數(shù)字鐘或其它計(jì)數(shù)器提供固定的時(shí)鐘信號(hào)（1秒）。該電路是由CC4060和BCD碼同步加法計(jì)數(shù)器CC451

49、8構(gòu)成。電路中利用CC4060組成兩部分電路，一部分是14級(jí)分頻器，另一部分是由外接電子表用石英晶體構(gòu)成的頻率為32768Hz（＝215 Hz）的振蕩源。振蕩器輸出經(jīng)14級(jí)分頻后在輸出端Q14上得到2Hz脈沖，再送入由CC4518構(gòu)成的二分頻器，分頻后在輸出端Q1上得到秒基準(zhǔn)信號(hào)，頻率為1 Hz,,</p><p>　?。╟）CD4060內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　2

50、.晶體振蕩</b></p><p><b>　　3.6校時(shí)電路</b></p><p>　　3.6.1校時(shí)電路原理圖 3.6.2開關(guān)特性及校時(shí)脈沖功能表</p><p>　　(a) 開關(guān)特性功能表 </p><p>　?。╞） 校時(shí)脈沖功能表</p&g

51、t;<p>　　3.6.2校時(shí)電路工作原理</p><p>　　數(shù)字鐘應(yīng)具有分校正和時(shí)校正功能，因此，應(yīng)截?cái)喾謧€(gè)位和時(shí)個(gè)位的直接計(jì)數(shù)通路，并采用正常計(jì)時(shí)信號(hào)與校正信號(hào)可以隨時(shí)切換的電路接入其中。即為用COMS與或非門實(shí)現(xiàn)的時(shí)或分校時(shí)電路，一端與低位的進(jìn)位信號(hào)相連；另一端與校正信號(hào)相連，校正信號(hào)可直接取自分頻器產(chǎn)生的1HZ信號(hào)；輸出端則與分或時(shí)個(gè)位計(jì)時(shí)輸入端相連。當(dāng)開關(guān)打向下時(shí)，因?yàn)樾Ｕ盘?hào)和0相與的

52、輸出為0，而開關(guān)的另一端接高電平，正常輸入信號(hào)可以順利通過與或門，故校時(shí)電路處于正常計(jì)時(shí)狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)打向上時(shí)，情況正好與上述相反，這時(shí)校時(shí)電路處于校時(shí)狀態(tài)。</p><p><b>　　4系統(tǒng)電路圖</b></p><p>　　4.1數(shù)字鐘電路原理圖（8K白紙手工畫圖）</p><p>　　60秒、 60分、 24小時(shí)計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路<

53、;/p><p>　　4.2系統(tǒng)整體仿真圖（見附錄）</p><p>　　4.3數(shù)字鐘電路Protel設(shè)計(jì)圖 （見附錄）</p><p>　　4.4印刷電路板的元件分布圖（見附錄）</p><p>　　4.5 印刷電路板布線圖 （見附錄） </p><p><b>　　5焊接板電路分析</b></

54、p><p>　　5.1石英晶體振蕩器</p><p>　　5.1.1選用32768Hz的晶振構(gòu)成振蕩電路</p><p>　　5.1.2晶體振蕩器工作原理</p><p>　　在自激振蕩器中，起始瞬間的振蕩電壓產(chǎn)生原因兩種：一是接通電源時(shí)電路各處的瞬變電壓；二是放大器中的電擾動(dòng)和噪聲電壓。這些起始電壓中包含各種豐富的頻率分量，總會(huì)有符合相位條件的

55、某個(gè)頻率成分。當(dāng)振幅增大到某種程度后，由于三極管特性的非線性，其工作范圍將超出放大區(qū)，進(jìn)入飽和區(qū)或截止區(qū)，放大器的放大倍數(shù)將顯著下降，使輸出信號(hào)振幅增大變緩，另一方面，能量的損耗也會(huì)使輸出信號(hào)振幅增大變緩。</p><p>　　對(duì)稱式多諧振蕩器是一個(gè)正反饋振蕩電路。G1, G2是兩個(gè)反相器，C1,C2是兩個(gè)耦合電容，RF,R是兩個(gè)反饋電阻。只要恰當(dāng)?shù)剡x取反饋電阻的阻值，就可以使反相器的靜態(tài)工作點(diǎn)位于電壓傳輸特性的

56、轉(zhuǎn)折區(qū)。電容C１、C２與晶體構(gòu)成一個(gè)諧振型網(wǎng)絡(luò)，完成對(duì)振蕩頻率的控制功能，同時(shí)提供了一個(gè)180度相移，從而和非門構(gòu)成一個(gè)正反饋網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了振蕩器的功能。由于晶體具有較高的頻率穩(wěn)定性及準(zhǔn)確性，從而保證了輸出頻率的穩(wěn)定和準(zhǔn)確。</p><p><b>　　晶體振蕩器電路圖</b></p><p>　　如上圖所示的晶體振蕩器電路，常取晶振的頻率為32768Hz，可以提供一個(gè)

57、頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的方波信號(hào)，又因其內(nèi)部有15級(jí)2分頻集成電路，所以輸出端正好可得到1Hz的標(biāo)準(zhǔn)脈沖，可保證數(shù)字鐘的走時(shí)準(zhǔn)確及穩(wěn)定。</p><p>　　5.2晶振構(gòu)成秒信號(hào)發(fā)生器</p><p>　　32768Hz晶振構(gòu)成秒信號(hào)發(fā)生器 先經(jīng)過CD4060的14級(jí)分頻分出2Hz，再經(jīng)過CD4040的2分頻分出秒脈沖。（管腳圖及分頻原理見3.5.1）</p><p>　　5

58、.3 二極管與門工作原理</p><p>　　5.3.1二極管與門 二極管與門真值表</p><p>　　由真值表可知，僅當(dāng)A和B全為1時(shí)，輸出F才是1，否則F為0，實(shí)現(xiàn)了與邏輯關(guān)系，故稱之為與門電路。</p><p>　　5.3.2二極管與門工作原理</p><p>　　(1)

59、 當(dāng)A,B兩個(gè)輸入信號(hào)都為高電平，即，則兩二極管全部截止，所以輸入端F為高電平，</p><p>　　(2) 當(dāng)A,B有一個(gè)信號(hào)為低電平，，則有一個(gè)二極管導(dǎo)通，此時(shí)輸出端F被置于低電平，。</p><p>　　(3) 當(dāng)A,B兩個(gè)輸入信號(hào)都為低電平，即，則兩二極管全部導(dǎo)通。輸入端F為低電平，</p><p>　　5.4 校準(zhǔn)開關(guān)工作原理 (校時(shí)開關(guān)圖見3.6.1)

60、</p><p>　　開關(guān)（K1）調(diào)整秒，開關(guān)（K2）調(diào)整分，開關(guān)(K3)調(diào)整小時(shí)，開關(guān)K4為暫停，通過調(diào)整使時(shí)鐘的秒、分、時(shí)走時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間同步。校時(shí)電路是由與非門構(gòu)成的組合邏輯電路，開關(guān)S1或S2為“0”或“1”時(shí)，(其中S2為?！胺帧庇玫目刂崎_關(guān) ；S1為?！皶r(shí)”用的控制開關(guān) )可能會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)，接電容C1、C2可以緩解抖動(dòng)。必要時(shí)還應(yīng)將其改為去抖動(dòng)開關(guān)電路。當(dāng)S1或S2分別為“0”時(shí)還可進(jìn)行“快校時(shí)”。 如果

61、校時(shí)脈沖由單次脈沖產(chǎn)生器提供，則可以進(jìn)行“慢校時(shí)”（校時(shí)脈沖采用分頻器輸出的1Hz脈沖）。 </p><p>　　5.5 發(fā)光二極管工作原理</p><p>　　發(fā)光二極管內(nèi)部是具有發(fā)光特性的PN結(jié)。當(dāng)PN結(jié)導(dǎo)通時(shí)，依靠少數(shù)載流子的注入以及隨后的復(fù)合而輻射發(fā)光。普通發(fā)光二極管的外形、符號(hào)及伏安特性如圖1 所示。LED正向伏安特性曲線比較陡，在正向?qū)ㄖ皫缀跤须娏鳌．?dāng)電壓超過開啟電壓時(shí)，電

62、流就急劇上升。因此，LED屬于電流控制型半導(dǎo)體器件，其發(fā)光亮度L（單位cd/m2，讀作坎德拉每平方米）與正向電流IF近似成正雙，有公式</p><p><b>　　L =K Ifm</b></p><p>　　式中，K為比例系數(shù)，在小電流范圍內(nèi)（IF=1～10mA），m=1.3～1.5。當(dāng)IF>10mA時(shí)，m=1，式（5.10.1）簡(jiǎn)化成

63、 </p><p><b>　　L =K IF</b></p><p>　　即亮度與正向電流成正比。以磷砷化鎵黃色LED為例，相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度與正向電流的關(guān)系如圖2所示。LED的正向電壓則與正向電流以及管芯的半導(dǎo)體材料有關(guān)。使用時(shí)應(yīng)根據(jù)所要求的顯示亮度來選取合適的IF值（一般選10mA左右，對(duì)于高亮度LED可選1～2mA），既保證亮度適中，也不會(huì)損壞LED。若電流

64、過大，會(huì)燒毀LED的PN結(jié)。此外，LED的使用壽命將縮短。</p><p>　　5.6整流橋部分的工作原理</p><p>　　5.6.1工作原理 </p><p>　　單相橋式整流電路是工程上最常用的單相整流電路，如圖(a)所示。 </p><p>　?。╝）單向橋式整流電路</p><p>　　整流電路在工作時(shí)，電

65、路中的四只二極管都是作為開關(guān)運(yùn)用，根據(jù)圖（a）的電路圖可知：</p><p>　　當(dāng)正半周時(shí)，二極管D1、D3導(dǎo)通（D2、D4截止），在負(fù)載電阻上得到正弦波的正半周；</p><p>　　當(dāng)負(fù)半周時(shí)，二極管D2、D4導(dǎo)通（D1、D3截止），在負(fù)載電阻上得到正弦波的負(fù)半周。</p><p>　　在負(fù)載電阻上正、負(fù)半周經(jīng)過合成，得到的是同一個(gè)方向的單向脈動(dòng)電壓。單相橋式

66、整流電路的電流與電壓波形見圖(b)。</p><p>　　5.6.2 參數(shù)計(jì)算 </p><p>　　根據(jù)圖(b)可知，輸出電壓是單相脈動(dòng)電壓，通常用它的平均值與直流電壓等效。其輸出平均電壓為</p><p>　　(b) 單相橋式整流電路的電流與電壓波形</p><p>　　流過負(fù)載的平均電流為:　</p><p>　

67、　流過二極管的平均電流為:</p><p>　　流過負(fù)載的平均電流為:</p><p>　　二極管所承受的最大反向電壓:　　</p><p>　　流過負(fù)載的脈動(dòng)電壓中包含有直流分量和交流分量，可將脈動(dòng)電壓做傅里葉分析，此時(shí)諧波分量中的二次諧波幅度最大。脈動(dòng)系數(shù)S定義為二次諧波的幅值與平均值的比值。</p><p><b>　　6擴(kuò)展

68、功能</b></p><p>　　6.1定點(diǎn)報(bào)時(shí)電路所用芯片</p><p>　　6.1.1 74LS273八D鎖所存器</p><p><b>　?。╝）管腳圖:</b></p><p><b>　?。╞）內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖：</b></p><p><b>

69、　　(c)功能表</b></p><p><b>　　(d)功能</b></p><p>　　74LS273八D鎖所存器將輸入的信號(hào)進(jìn)行鎖存</p><p>　　6.1.2 74LS21 4輸入2與門 </p><p>　　6.1.3 74LS266 2輸入4同或門 </p><p>

70、<b>　　6.2工作原理</b></p><p><b>　　定點(diǎn)報(bào)時(shí)電路圖</b></p><p>　　首先由CC4518計(jì)數(shù)器產(chǎn)生脈沖信號(hào)，在給八D鎖存器74LS273 進(jìn)行鎖存，然后送給同或門，最好經(jīng)與門產(chǎn)生高電平信號(hào)使得三極管導(dǎo)通，音樂芯片隨之發(fā)出聲音。</p><p><b>　　7 總結(jié)</b

71、></p><p>　　經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)兩個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)，最終完成了多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)。其間遇到了許多問題，但最后都能順利得到解決，此次課程設(shè)計(jì)我感受很深。</p><p>　　首先，在數(shù)字鐘設(shè)計(jì)過程中,進(jìn)一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法。尤其是在連接六十進(jìn)制的進(jìn)位及二十四進(jìn)制的接法中,要求熟悉邏輯電路及其芯片各引腳的功能,這樣就可以比較快速的進(jìn)行軟件仿真。

72、</p><p>　　其次，熟練的掌握了EWB,PROTEL軟件的使用，能夠掌握元件的調(diào)用，如何在PROTEL中畫封裝，設(shè)置單面板，PCB布線等等。在設(shè)計(jì)電路的連接圖中出錯(cuò)的主要原因大都是接線的錯(cuò)誤所引起的。只要細(xì)心點(diǎn)就不容易出錯(cuò)。</p><p>　　還有在設(shè)計(jì)電路中,往往是先仿真后連接實(shí)物圖,但有時(shí)候仿真和電路連接并不是完全一致的,仿真圖和電路連接圖還是有一定區(qū)別的，這就要求我們要深刻

73、理解原理。</p><p>　　在進(jìn)行實(shí)際的實(shí)物連接時(shí)，要特別注意焊點(diǎn)，看是否有虛焊，漏焊等現(xiàn)象。因?yàn)檫@直接導(dǎo)致了電路不能正常的工作。尤其到了擴(kuò)展板的時(shí)候更要注意焊點(diǎn)，還有擴(kuò)展板的布線， 設(shè)計(jì)初期要考慮周到，否則后期改進(jìn)很困難。 盡可能是電路連線有序，模塊之間關(guān)系清楚，既利于自己修改，也利于與別人交流。如果電路亂的連自己都看不懂，那還如何改進(jìn)和擴(kuò)展。</p><p>　

74、　其實(shí)在進(jìn)行實(shí)際的實(shí)物連接時(shí)不僅訓(xùn)練了思考如何布線的能力更是培養(yǎng)了自己的動(dòng)手能力。一來使我們?cè)趯?shí)踐中鞏固了理論知識(shí)，二來使得我們真正成為應(yīng)用型人才。</p><p>　　然后要注重同學(xué)，老師間的交流，很多難點(diǎn)的突破都來自于與他們的交流，交流使自己獲得更多信息，開拓了思路，因此要重視與別人的交流。</p><p>　　最后本次設(shè)計(jì)是把理論知識(shí)應(yīng)用到了實(shí)踐中，熟悉了課程設(shè)計(jì)的流程，同時(shí)通過仿真

75、，設(shè)計(jì)，也加深了自己對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握。</p><p><b>　　8 致謝</b></p><p>　　在本次的課程設(shè)計(jì)中，首先感謝大學(xué)生科技創(chuàng)新基地的畢老師，翟老師，劉勇老師等人的辛勤的工作。感謝老師們從制作PPT到買所需的元器件一路來的精心準(zhǔn)備，使得我們的課程設(shè)計(jì)愈加的順利和完善。</p><p>　　其次，感謝在這次課程設(shè)計(jì)中給予

76、我很大幫助的同學(xué)們，在這里一并說聲，謝謝！是你們掃清了我課程設(shè)計(jì)中的一個(gè)又一個(gè)難題，幫助我順利的完成整個(gè)設(shè)計(jì)。</p><p>　　最后，感謝這次課程設(shè)計(jì)!不僅使我吸收了更多的知識(shí)，而且還在問題的探討中加深了同學(xué)之間的關(guān)系。</p><p>　　感謝幫助過我的人和我?guī)椭^的人！真的非常謝謝！</p><p><b>　　9 參考文獻(xiàn)</b>&l

77、t;/p><p>　　[1]《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)》 曹國(guó)清 徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2005.</p><p>　　[2] 《電子技術(shù)基礎(chǔ)》 康光華 北京：高等教育出版社，2008.</p><p>　　[3] 《電子線路設(shè)計(jì)》 謝自美 武漢：華中科技大學(xué)，2000.</p><p><b>　　10、附錄</b><

78、;/p><p><b>　　10.1設(shè)計(jì)圖紙</b></p><p>　　10.1.1 系統(tǒng)整體仿真圖</p><p>　　10.1.2 數(shù)字鐘電路Protel設(shè)計(jì)圖 </p><p>　　10.1.3 印刷電路板的元件分布圖</p><p>　　10.1.4 印刷電路板布線圖 </p>